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Die Erfindung betrifft einen Palettenbehälter mit einem dünnwandigen starren Innenbehälter aus thermoplastischem Kunststoff für die Lagerung und den Transport von flüssigen oder fließfähigen Füllgütern, mit einem den Kunststoffbehälter als Stützmantel dicht umschließenden Gitterrohrrahmen und mit einer Bodenpalette, auf welcher der Innenbehälter aufliegt und mit welcher der Gitterrohr-Stützmantel fest verbunden ist, wobei der Gitterrohr-Stützmantel aus vertikalen und horizontalen an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißten Rohrstäben besteht.
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Stand der Technik
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Palettenbehälter werden für den Transport und Lagerung von flüssigen oder fließfähigen, teilweise gefährlichen Füllgütern eingesetzt. Während des Transportes von gefüllten Palettenbehältern – insbesondere bei Füllgütern mit hohem spezifischem Gewicht und bei gestapelten Palettenbehältern – auf schlechten Straßen mit hart gefederten Lastkraftwagen, beim Eisenbahn- oder Seetransport, werden die Gitterrohrrahmen erheblich belastet.
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Diese Transportbelastungen erzeugen aufgrund von Stapellast bei gestapelten Palettenbehältern axiale Druckbelastungen auf den Gitterrohrrahmen und durch Schwallbewegungen, die vom flüssigen Füllgut ausgehen, zusätzlich radiale Biegeschwellbelastungen auf den Gitterrohrrahmen. Die Schweißverbindungen bzw. die Schweißbereiche der Kreuzungsstellen der senkrechten und waagerechten Gitterstäbe des Gitterohr-Stützmantels sind die Stellen mit den höchsten Beanspruchungen. Derartige Beanspruchungen können zum Bruch der Schweißverbindungen oder der Gitterrohre führen, so dass die erforderliche Stapel- und Transportsicherheit des Palettenbehälters nicht mehr gegeben ist.
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Alle bekannten Palettenbehälter mit Gitterrohrrahmen haben an den Kreuzungsstellen der Rohrstäbe Schweißverbindungen, die Rohrstäbe sind miteinander mit 2 oder 4 Schweißpunkten direkt verschweißt und bei einigen Gitterrohrrahmen sind für Entlastung der Schweißbereiche begrenzt elastische Biegestellen in den Rohrstäben neben den Schweißbereichen ausgeformt.
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Derartige Palettenbehälter mit geschweißtem Gitterrohrrahmen sind allgemein bekannt, beispielsweise der
EP 0 734 967 A2 . Der Gitterrohrrahmen des hieraus bekannten Palettenbehälters besteht aus einem Rundrohrprofil, das an den verschweißten Kreuzungsstellen stark muldenförmig vertieft ist und damit bei gekreuzten Rohren 4 Schweißpunkte bildet. Die begrenzt elastischen Biegestellen entstehen durch zusätzliche Vertiefungen der Schweißmuldenenden.
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Aus der
EP 0 755 863 A1 ist ein anderer Palettenbehälter bekannt, dessen Gitterstäbe ein quadratisches Rohrprofil aufweisen, das lediglich im Kreuzungsbereich für eine bessere Verschweißung partiell geringfügig (1 mm) eingedrückt ist und dadurch 4 Berührungspunkte für das Verschweißen ausbildet. Das Rohrprofil hat sonst zwischen den Kreuzungsstellen einen gleichbleibenden Querschnitt ohne jegliche Einformungen.
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Aus der
DE 196 42 242 A1 ist ein weiterer Palettenbehälter bekannt mit einem Gitterrahmen aus offenen trapezförmigen Profilstäben und über die Stablänge gleichbleibendem Profil. Hierbei ergeben sich die 4 Schweißpunkte an den Stabkreuzungsstellen durch die nach außen abgeflachten ebenen Flächen der Profilstäbe.
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Ein anderer Palettenbehälter mit gleichbleibendem, durchgehendem Rohrprofil ist aus
US 6,244,453 B1 bekannt. Hierbei ergeben sich die 4 Schweißpunkte an den Stabkreuzungsstellen durch die durchgehenden zwei- oder vierseitigen Quadratprofil Vertiefungen.
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Aus der
EP 1 289 852 B1 ist ein weiterer Palettenbehälter bekannt, dessen Gitterstäbe ein trapezförmiges Rohrprofil aufweisen, die im Kreuzungsbereich 4 Schweißpunkte haben. Im Bereich neben den Kreuzungsstellen der Rohrstäbe auf der dem Schweißbereich gegenüberliegenden Rohrseite sind Einformungen ausgeführt, die als Sollbiegestellen wirken.
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Ein anderer Palettenbehälter mit 4 Schweißpunkten im Kreuzungsbereich der Rohrstäbe ist aus
EP 1 618 047 B1 bekannt. Das Elastizitätsverhalten des Gitterrohrrahmens wird hier durch Reduzierung der Rohrquerschnittshöhe zwischen bzw. außerhalb der verschweißten Kreuzungsstellen erreicht.
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Nachteile des Standes der Technik
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Die bisher bekannten Gitterrohrrahmen mit einheitlich durchgehendem Gitterrohrprofil und 2 oder 4 Schweißpunkten an den Kreuzungsstellen haben gemeinsam den Nachteil, dass die waagerechten und senkrechten Gitterrohrstäbe bei Transportbiegewechselbeanspruchungen insgesamt zu biege – und torsionssteif sind. Als Folge treten hier schon nach vergleichsweise kurzer Beanspruchungszeit Ermüdungsrisse und Stabbruch insbesondere im Nahbereich der verschweißten Kreuzungsstellen der Gitterstäbe auf, oder die Schweißpunkte der Kreuzungsstellen reißen ab.
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Bei Biegung von Gitterrohrstäben erhalten die Randfasern die stärkste Beanspruchung, Biegespannungen sind Zug und Druckspannungen. Alle bekannten Kreuzungsstellen von Gitterrohrrahmen mit direkt verschweißten Rohrstäben haben 2 oder 4 gemeinsame Schweißpunkte. Bei Biegung der Rohrstäbe werden die gemeinsamen Schweißpunkte belastet. Die dabei entstehenden Spannungsspitzen können bei langen Biegewechselspannungen, die beim Transport der Palettenbehälter entstehen, zu Schädigungen im Bereich der verschweißten Rohrstäbe führen.
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Diejenigen Gitterrohrrahmen mit verschweißten Rundrohren mit 4 Schweißpunkten, z. B. bekannt aus
EP 0 734 967 A2 , und mit im Bereich der Kreuzungsstellen vorgesehener erheblich reduzierter Rohrquerschnittshöhe (kein durchgehendes Rohrprofil, überall gleich tiefe Eindellungen bzw. reduzierte Rohrquerschnittshöhe an den Stabkreuzungsstellen), haben den Nachteil, dass in diesen Bereichen des verminderten Rohrquerschnittes erhebliche Belastungsspitzen auftreten und dadurch Sollbruch- bzw.- Knickstellen z. B. bei Fallprüfungen, beim hydraulischen Innendrucktest und bei Biegewechselspannungen durch Transportbelastungen gebildet sind.
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Diejenigen bekannten Gitterrohrrahmen mit 4 Schweißpunkten im Kreuzungsbereich der Rohrstäbe, bekannt aus
EP 1 289 852 B1 und
EP 1 618 047 B1 , und Sollbiegestellen bzw. Sollbiegebereiche haben den Nachteil, dass die Stabbereiche nicht gleichmäßig belastet werden und nur die Bereiche mit reduziertem Rohrquerschnitt die Biegewechselspannungen der Transportbelastungen aufnehmen müssen.
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Grundsätzlich müssen alle Rohrstäbe der Gitterrohrrahmen mit Sollbiegestellen überdimensioniert werden, die reduzierte Rohrquerschnittshöhe der Sollbiegestellen nimmt die Biege-Wechselbeanspruchungen auf, reduziert aber die statische Belastbarkeit des Gitterrohrrahmens.
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Aufgabe
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Palettenbehälter mit einem Gitterrohrrahmen aus verschweißten Rohrstäben anzugeben, der die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist – unter Berücksichtigung der Stapellast eines gefüllten aufgestapelten Palettenbehälters (Doppelstapelung) zusätzlich zu den üblichen Transportschwallbelastungen des flüssigen Füllgutes.
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Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig gelöst durch einen Palettenbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Palettenbehälter für Flüssigkeiten mit Gitterrohr-Stützmantel zeichnet sich durch nachfolgende vorteilhafte Ausbildungen aus:
Die vertikalen und horizontalen Rohrstäbe weisen über ihre Länge ein durchgehend geschlossenes gleiches Profil und somit gleiches Biegewiderstandsmoment auf. An ihren Kreuzungsstellen werden die Rohrstäbe nicht direkt, sondern indirekt über Schweißeinsätze verschweißt. Die an einem Rohrstab auftretenden Belastungen werden nicht direkt an den zu verschweißenden Rohrstab weitergegeben, sondern über den Schweißeinsatz übertragen. Die Schweißeinsätze wirken als Dämpfungselemente und reduzieren die gegenseitige Spannungsbeeinflussung der über die Schweißeinsätze verschweißten Rohrstäbe an ihren Kreuzungsstellen. Die Schweißpunkte vertikaler und horizontaler Rohrstab sind getrennt. Besonders vorteilhaft sind die Ausführungen, bei denen alle Schweißpunkte nur im Druckspannungsbereich der Rohrstäbe liegen.
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In weiterer besonderer Ausgestaltung der Erfindung werden für die vertikalen und horizontalen Rohrstäbe Standard-Rechteckprofile ohne Schweißrundungen benutzt, die Schweißbuckel sind nur in den Schweißeinsätzen ausgeführt.
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Durch die Ausführung der Rohrstäbe ohne Eindellungen für das Verschweißen oder ohne Einformungen, die als Sollbiegestellen wirken, können die die Rohrstäbe in ihrem Profil oder Querschnitt reduziert und damit wird das Gewicht des Gitterrohr-Stützmantels reduziert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Schweißeinsätze nur bei einigen Rohrstab-Kreuzungsstellen – den belastungskritischen – des Gitterohr-Stützmantels eingestzt werden.
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Zeichnungen und Skizzen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
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Die 3–14 zeigen den Stand der Technik, die 1, 2, 15–27 den erfindungsgemäßen Palettenbehälter und die erfindungsgemäßen Rohrstab-Kreuzungsstellen auf. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Palettenbehälter in Frontansicht,
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2 einen erfindungsgemäßen Palettenbehälter in Seitenansicht,
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3a die hydrostatische Druckverteilung im Innenbehälter
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3b die schematische Deformation des Gitterrohr-Stützmantels durch Schwallkräfte mit überlagerter Stapelbelastung (Seitenansicht),
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4 die schematische Deformation des Gitterrohr-Stützmantels durch Schwallkräfte mit überlagerter Stapelbelastung (Draufsicht),
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5 einen Test-Palettenbehälter mit Gitterrohr-Stützmantel und vertikalen Rohrstäben innen,
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6 einen Test-Palettenbehälter mit Gitterrohr-Stützmantel und vertikalen Rohrstäben außen,
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7 die seitliche Deformationen eines vertikalen Rohrstabes im Bereich „X” der 5; in der 7a ohne Durchbiegung, in der 7b mit Durchbiegung nach außen und in der 7c mit in Durchbiegung nach innen,
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8 eine Spannungsverteilung an einem vertikalen Rohrstab im Detail „X” an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle der 7b,
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9 eine Spannungsverteilung an einem horizontalen Rohrstab im Detail „X” an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle, Schnitt C-D der 8,
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10 eine Kräftebetrachtung an allen 4 gemeinsamen Schweißpunkten einer Rohrstab-Kreuzungsstelle, Ansicht E der 8,
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11 das Abreißen eines Schweißpunktes einer Rohrstab-Kreuzungsstelle der 8,
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12 eine Rißbildung im Rohrstab neben einem Schweißpunkt der 8,
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13 eine Spannungsverteilung an einem vertikalen Rohrstab im Detail „Z” an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle der 6,
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14 eine Spannungsverteilung an einem horizontalen Rohrstab an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle Schnitt F-G der 13,
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15 eine erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz, Lage gemäß Ansicht ”H„ in 1,
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16 einen Schnitt I–J durch den vertikalen Rohrstab der 15 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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17 einen Schnitt K–L durch den horizontalen Rohrstab der 15 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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18 eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz,
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19 einen Schnitt M–N durch den vertikalen und den horizontalen Rohrstab der 18 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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20 eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz,
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21 einen Schnitt O–P durch den vertikalen und den horizontalen Rohrstab der 20 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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22 eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz,
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23 einen Schnitt Q–R durch den vertikalen und den horizontalen Rohrstab der 22 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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24 eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz,
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25 einen Schnitt S–T durch den vertikalen und den horizontalen Rohrstab der 24 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle,
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26 eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle mit Schweißeinsatz,
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27 einen Schnitt U–V durch den horizontalen und den vertikalen Rohrstab der 26 an einer verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle.
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Beschreibung
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Palettenbehälter 10 mit dünnwandigen starren Innenbehälter 12 aus thermoplastischem Kunststoff, Gitterrohr-Stützmantel 14 und Bodenpalette 16 in Frontansicht dargestellt (Palettenbreite 1000 mm). Der Palettenbehälter 10 ist in 2 in Seitenansicht gezeigt (Palettenlänge 1200 mm). Bei Befüllung eines Innenbehälters 12 mit flüssigem Füllgut 18 ergibt sich ein in 3a gezeigter Verlauf des hydrostatischen Innendruckes Pi, der von oben nach unten linear zunimmt, wobei sich der Masseschwerpunkt ”S” des flüssigen Füllgutes Pi in ca. ein Drittel der Höhe des Innenbehälters 12 befindet.
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Beim Transport eines Palettenbehälters z. B. auf einem Lastkraftwagen wird ein gleicher zweiter Palettenbehälter aufgestapelt. Dabei wird der untere Palettenbehälter zusätzlich zu den wechselnden Schwalldruckbelastungen des flüssigen Füllgutes in überlagerter Weise durch die Stapelbelastung des auf- und abschwingenden aufgestapelten Palettenbehälters (Doppelstapelung) belastet.
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Dies bewirkt bei dynamischen Transportbelastungen eine in 3b verdeutlichte Ausbauchung des Innenbehälters 12 und des Gitterrohr-Stützmantels 14 mit maximaler seitlicher Ausbauchung genau in der Höhenlage des Masseschwerpunktes S. Bei dynamischen Schwingungen „pumpt” der Innenbehälter 12, wobei sich die Füllstandshöhe des flüssigen Füllgutes 18 verändert, während sich die Seitenwandungen des Gitterrohr-Stützmantels 14 um die Beträge „O” und „I” elastisch nach außen und innen deformieren. Die Wechsel der Deformationszustände von O nach I erfolgen bei dynamischen Transportbelastungen im schnellen Wechsel von ca. 3 Hz = ca. 180 Ausschläge/Minute.
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In 3b ist dieser Schwingungszustand für die lange Seitenwand des Palettenbehälters 10 dargestellt, wobei die Rohrstäbe des Gitterrohr-Stützmantels 14 zwangsweise (durch den aufgestapelten Palettenbehälter 10 verstärkte) elastische Deformation nach außen und innen mitmachen müssen. 4 zeigt den Schwingungszustand der langen Seitenwand eines Palettenbehälters 10 in der Draufsicht. Die Deformation der Seitenwand nach außen ist erheblich größer als das Einfedern nach innen.
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Bei dem in 5 dargestellten Test-Palettenbehälter 10 (mit durchgehendem Rohrstabprofil ohne elastizitätsfördernde Einformungen und mit innen angeordnete vertikale Rohrstäben), der zu Versuchszwecken absichtlich einer Dauer-Vibrationsüberbelastung ausgesetzt wurde, sind mit eingezeichneten Kreisen zur Erläuterung diejenigen Steilen in den vertikalen und horizontalen Rohrstäben markiert, die gemäß den dynamischen Schwingungsbelastungen zuerst versagen und zu Bruch gehen.
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Bei der Betrachtung von Belastungszuständen muss der am höchsten belastete Bereich bzw. die schwächste Stelle berücksichtigt werden. Die vertikalen Rohrstäbe 20 in der Mitte der langen Seitenwandungen des Gitterrohr-Stützmantels 14 unterliegen den größten Belastungen im Bereich der größten Ausbauchung in der Höhe des Masseschwerpunktes „S” (Bereich „X”). Die ersten Versagensstellen lagen dort in den geschweißten Kreuzungsstellen im Zugspannungsbereich der vertikalen Rohrstäbe 20 bei den unteren Schweißpunkten. Die nachfolgenden Versagensstellen lagen in den geschweißten Kreuzungsstellen im Bereich „Y”, im Zugspannungsbereich der horizontalen Rohrstäbe 22.
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Bei dem in 6 dargestellten Test-Palettenbehälter 10 (mit durchgehendem Rohrstabprofil ohne elastizitätsfördernde Einformungen und mit außen angeordneten vertikalen Rohrstäben 20), der zu Versuchszwecken absichtlich einer Dauer-Vibrationsüberbelastung ausgesetzt wurde, sind mit eingezeichneten Kreisen zur Erläuterung diejenigen Stellen des Gitterrohr-Stützmantels 14 markiert, die bei den dynamischen Schwingungsbelastungen versagten und zu Bruch gingen. Die Versagensstellen bei diesen Prüfungen lagen in den geschweißten Kreuzungsstellen im Bereich „Z”, im Zugspannungsbereich der horizontalen Rohrstäbe 22.
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In den 7a, 7b und 7c wird ein vertikaler Rohrstab 20 mit seiner elastischen Linie 21 im Bereich einer unteren Kreuzungsstelle ”X” mit einem aufgeschweißten horizontalen Rohrstab 22 eines Palettenbehälters 10 betrachtet. Die vertikalen Rohrstäbe 20 sind im Gitterrohr-Stützmantel 14 innen angeordnet.
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7a zeigt die Ausgangs-Position des vertikalen Rohrstabes 20, während 7b den Zustand seiner größten Durchbiegung nach außen ”O” und in 7c den Zustand seiner größten Durchbiegung nach innen „I” aufzeigt.
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Bei der Durchbiegung eines vertikalen Rohrstabes 20 nach außen (7b) ist die Außenseite des Rohrstabes 20 hohen Zugspannungen und die Innenseite des Rohrstabes 20 entsprechenden Druckspannungen ausgesetzt. Bei der Durchbiegung eines vertikalen Rohrstabes 20 nach innen (7c) ist dagegen die Außenseite des Rohrstabes 20 niedrigeren Druckspannungen und die Innenseite des Rohrstabes 20 entsprechenden niedrigeren Zugspannungen ausgesetzt. Diese Deformations-zustände erfolgen bei dynamischen Transportbelastungen im schnellen Wechsel.
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8 zeigt die Spannungszustände des vertikalen Rohrstabes 20 im Bereich „X” in der Position 7b auf. Die Außenseite des vertikalen Rohrstabes 20 wird Zugspannungen und die Innenseite Druckspannungen ausgesetzt. Die gemeinsamen Schweißpunkte „SP” werden dabei Zugspannungen ausgesetzt.
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Die 9 (Schnitt C–D der 8) zeigt den Verlauf der elastischen Biegelinie 23 und die Spannungen im gebogenen waagerechten Rohrstab 22 an der Kreuzungsstelle „X” auf. Die Außenseite des waagerechten Rohrstabes 22 wird Zugspannungen, die Innenseite Druckspannungen ausgesetzt. Die gemeinsamen Schweißpunkte „SP” werden dabei Druckspannungen ausgesetzt.
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In 10 (Ansicht E der 8) werden die auf den jeweiligen gemeinsamen Schweißpunkt „SP” durch die Deformationen des waagerechten (22) und des senkrechten Rohrstabes (20) entstehenden Zugskräfte „–„ und Druckkräfte ”+” aufgezeigt und deren resultierende „R” eingezeichnet.
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Bei Betrachtung von 3b wird deutlich, dass der vertikale Rohrstab 20 unterhalb der Kreuzungsstelle ”X” stärker durchgebogen wird als oberhalb dieser Kreuzungsstelle. Ursache hierfür ist, dass das untere Ende der vertikalen Rohrstäbe 20 fest über den unteren horizontalen Rohrstab 22 an der Bodenpalette (16) fixiert ist und der Abstand der Kreuzungsstelle „X” zur Bodenpalette 16 vergleichsweise kurz ist. Durch die Durchbiegung der Vertikalstäbe 20 werden die horizontalen Rohrstäbe 22 verbogen und zusätzlich verdreht, wodurch eine Torsionsspannung entsteht, die sich in den unteren Schweißpunkten der betrachteten Kreuzungsstelle ”X” als zusätzliche additive Zugspannung „T” äußert (11, 12).
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Die auf die unteren Schweißpunkte der Kreuzungsstelle „X” wirkende Vergleichsspannung setzt sich aus der Resultierenden „R” und der Torsionsspannung „T” zusammen. Die Vergleichsspannung kann zu einem Ermüdungsbruch bzw. Stabbruch (12) oder zu einem Abreißen/Ablösen (11) der gemeinsamen Schweißpunkte „SP” führen. Die Schwachstelle der Kreuzungsstellen ”X” liegt in dem Zugspannungsbereich der vertikalen Rohrstäbe 20 nahe den gemeinsamen Schweißpunkten ”SP”. Die nachfolgenden Schwachstellen bei der Dauervibrationüberlastung der Test-Palettenbehälter 10 von 5 lagen im Bereich „Y” auch im Zugspannungsbereich, jedoch der horizontalen Stäbe 22.
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Bei dem in 6 dargestellten Test-Palettenbehälter 10 (mit durchgehendem Rohrstab Profl – ohne elastizitätsfördernde Einformung und mit außen angeordneten vertikalen Rohrstäben 20), die zu Versuchszwecken absichtlich einer Dauervibrationsüberbelastung ausgesetzt wurden, sind mit eingezeichneten Kreisen zur Erläuterung diejenigen Stellen in den horizontalen Rohrstäben 22 markiert, die gemäß den dynamischen Schwingungs-Belastungen versagten und zu Bruch gingen. Bei diesem Gitterrohr-Stützmantel 14 erfolgte keine Schädigung der vertikalen Rohrstäbe 20, Abreißen oder Ablösen der gemeinsamen Schweißpunkte „SP” oder Stabbrüche traten nur an den horizontalen Rohrstäben 22 im Bereich „Z” auf.
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Die Spannungsszustände in den Rohrstäben sind aus 13 und 14 ersichtlich. Aus beiden Ansichten ist ersichtlich, dass die höchsten Spannungen in den Randfasern der Rohrstäbe entstehen. Auch hier traten die Schädigungen wie in 11 und 12 nur im verschweißten Zugbereich der horizontalen Rohrstäbe 22 auf.
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In den 15, 16 und 17 wird eine erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem flachen Schweißeinsatz 34 dargestellt. 15 zeigt die Kreuzungsstelle von außen, 16 den Schnitt I–J und 17 den Schnitt K–L der 15. Der vertikale Rohrstab 20 und der horizontale Rohrstab 22 bestehen aus dem Rechteckprofil 130, welches mit zwei Schweißrundungen 32 ausgeführt ist. Die Verschweißung beider Rechteckprofile 30 erfolgt über den Schweißeinsatz 34, der auch mit Schweißrundungen 36 ausgeführt ist. Die Schweißrundungen 32 und 36 wirken beim Widerstandsschweißen als Schweißbuckel.
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Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 mit dem Rechteckprofil 30 und dem Schweißeinsatz 34 erfolgt über die Schweißrundungen 32 und 36, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 mit dem Rechteckprofil 30 und dem Schweißeinsatz 34 erfolgt über die Schweißrundungen 32 und 36, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet.
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Bei Platzierung der verschweißten Kreuzungsstelle nach 15 im belastungskritischen Bereich des Gitterrohr-Stützmantels 14 – untere Kreuzungsstelle ”X” in 5 – deformieren sich die Rohrstäbe und ihre elastische Biegelinie formt sich bei Transportbelastungen entsprechend den 7. Bei der seitlichen Deformation des vertikalen Rohrstabes 20 mit Durchbiegung nach außen, 7b, werden die Rohrstäbe entsprechend der elastischen Biegelinien 21 in 17 und 23 in 16 gebogen und erzeugen Spannungen in den Rohrstab-Randfasern.
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In 17 ist dargestellt, dass durch die Deformation des vertikalen Rohrstabes 20 entsprechend der elastischen Biegelinie vertikaler Rohrstab 21 an den Schweißpunkten vertikaler Rohrstab 38 Zugspannungen entstehen, die jedoch nicht die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 belasten. In 16 ist dargestellt, dass durch die Deformation des horizontalen Rohrstabes 22 entsprechend der elastischen Biegelinie horizontaler Rohrstab 23 an den Schweißpunkten horizontaler Rohrstab 40 Druckpannungen entstehen, die jedoch nicht die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 belasten. Durch den Einsatz des Schweißeinsatzes 34 mit getrennten Schweißpunkten für den vertikalen Rohrstab 38 und horizontalen Rohrstab 40 werden die durch Biegung der Rohrstäbe 20 oder 22 entstehenden Spannungen nur von den mit dem jeweiligen Rohrstab 20 oder 22 und dem Schweißeinsatz gebildeten Schweißpunkte, entweder 38 oder 40, aufgenommen.
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In den 18 und 19 ist eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem flachen Schweißeinsatz II 44 dargestellt. 18 zeigt die Kreuzungsstelle von außen 19 den Schnitt M–N der 18. Der vertikale Rohrstab 20 und der horizontale Rohrstab 22 bestehen aus einem Standard-Rechteckprofil II 42 ohne Schweißrundungen. Die Verschweißung beider Standard-Rechteckprofile 42 erfolgt über den Schweißeinsatz 44, der mit Schweißbuckeln 46 ausgeführt ist. Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 44, erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 44 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet.
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In den 20 und 21 ist eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem rohrförmigen Schweißeinsatz III 48 dargestellt. 20 zeigt die Kreuzungsstelle im Schnitt durch den vertikalen Rohrstab 20 und den horizontalen Rohrstab 22, 21 den Schnitt O–P der 20. Der vertikale Rohrstab 20 und der horizontale Rohrstab 22 bestehen aus dem Standard-Rechteckprofil 42 ohne Schweißrundungen. Die Verschweißung beider Standard-Rechteckprofile 42 erfolgt über den rohrförmigen Schweißeinsatz 48, der mit Schweißbuckeln 46 ausgeführt ist. Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 48 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 48 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet.
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Bei Platzierung der verschweißten Rohrstab-Kreuzungsstelle nach 20 im belastungskritischen Bereich des Gitterrohr-Stützmantels 14 – untere Kreuzungsstelle ”X” in 5 – deformieren sich die Rohrstäbe und die elastische Biegelinie formt sich bei Transportbelastungen entsprechend den 7. Bei der seitlichen Deformation des vertikalen Rohrstabes 20 und des horizontalen Rohrstabes 22 mit Durchbiegung nach außen, 7b, werden die Rohrstäbe entsprechend der elastischen Biegelinien 21 in 20 und 23 in 21 gebogen und erzeugen Spannungen in den Rohrstab-Randfasern.
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In 20 ist dargestellt, daß durch die Deformation des vertikalen Rohrstabes 20 entsprechend der elastischen Biegelinie vertikaler Rohrstab 21 an den Schweißpunkten vertikaler Rohrstab 38 Druckspannungen entstehen, die jedoch nicht die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 belasten. In 21 ist ist dargestellt, dass durch die Deformation des horizontalen Rohrstabes 22 entsprechend der elastischen Biegelinie horizontaler Rohrstab 23 an den Schweißpunkten horizontaler Rohrstab 40 Druckpannungen entstehen, die jedoch nicht die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 belasten. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass alle Schweißpunkte 38 und 40 der vertikalen Rohrstäbe 20 und der horizontalen Rohrstäbe 22 im Druckspannungsbereich der Rohrstäbe liegen.
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In den 22 und 23 ist eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem rohrförmigen Schweißeinsatz IV 50 dargestellt. 22 zeigt die Kreuzungsstelle im Schnitt durch den vertikalen Rohrstab 20 und den horizontalen Rohrstab 22, 23 den Schnitt Q–R der 22. Der vertikale Rohrstab 20 und der horizontale Rohrstab 22 bestehen aus dem Standard-Rechteckprofil 42 ohne Schweißrundungen. Die Verschweißung beider Standard-Rechteckprofile 42 erfolgt über den aufgeschnittenen rohrförmigen Schweißeinsatz 50, der mit Schweißbuckeln 46 ausgeführt ist. Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 50 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 50 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass alle Schweißpunkte (38 und 40) der vertikalen Rohrstäbe 20 und der horizontalen Rohrstäbe 22 im Druckspannungsbereich der Rohrstäbe liegen und dass der Schweißeinsatz 50 einfach über den vertikalen Rohrstab 20 zu montieren ist.
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In den 24 und 25 ist eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem U förmigen Schweißeinsatz V 52 dargestellt. 24 zeigt die Kreuzungsstelle im Schnitt durch den vertikalen Rohrstab 20 und den horizontalen Rohrstab 22, 25 den Schnitt S–T der 24. Der vertikale Rohrstab 20 und der horizontale Rohrstab 22 bestehen aus dem Standard-Rechteckprofil 42 ohne Schweißrundungen. Die Verschweißung beider Standard-Rechteckprofile 42 erfolgt über den U-förmigen Schweißeinsatz 52, der mit Schweißbuckeln 46 ausgeführt ist. Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 52 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 52 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass alle Schweißpunkte 38 und 40 der vertikalen Rohrstäbe 20 und der horizontalen Rohrstäbe 22 im Druckspannungsbereich der Rohrstäbe liegen und dass der Schweißeinsatz 52 einfach an den vertikalen Rohrstab 20 zu schweißen ist.
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In den 26 und 27 ist eine weitere erfindungsgemäße verschweißte Rohrstab-Kreuzungsstelle, Lage gemäß „H” in der 1, mit einem flachen Schweißeinsatz VI 58 dargestellt. 26 zeigt die Kreuzungsstelle von außen, 27 den Schnitt U–V der 26. Der vertikale Rohrstab 20 besteht aus dem Standard-Rechteckprofil 42 ohne Schweißrundungen und weist an der an der Stab-Kreuzungsstelle eine Eindrückung 54 auf. Der horizontale Rohrstab 22 besteht aus dem flachen Standard-Rechteckprofil III 56 ohne Schweißrundungen. Die Verschweißung beider Standard-Rechteckprofile 42 und 56 erfolgt über den Schweißeinsatz VI 58, der mit Schweißbuckeln 46 ausgeführt ist. Die Verschweißung des vertikalen Rohrstabes 20 aus dem Standard-Rechteckprofil 42 und dem Schweißeinsatz 58 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte vertikaler Rohrstab 38 gebildet. Die Verschweißung des horizontalen Rohrstabes 22 aus dem Standard-Rechteckprofil 56 und dem Schweißeinsatz 58 erfolgt über die Schweißbuckel 46, es werden die Schweißpunkte horizontaler Rohrstab 40 gebildet. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass alle Schweißpunkte 38 und 40 der vertikalen Rohrstäbe 20 und der horizontalen Rohrstäbe 22 im Druckspannungsbereich der Rohrstäbe liegen und dass die radiale Weite der Rohrstab-Kreuzungsstelle gering ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Palettenbehälter
- 12
- Innenbehälter
- 14
- Gitterrohr-Stützmantel
- 16
- Bodenpalette
- 18
- flüssiges Füllgut
- 20
- vertikaler Rohrstab
- 21
- elastische Biegelinie vertikaler Rohrstab
- 22
- horizontaler Rohrstab
- 23
- elastische Biegelinie horizontaler Rohrstab
- Pi
- hydrostatischer Innendruck
- S
- Masseschwerpunkt flüssiges Füllgut
- O
- Durchbiegung nach außen
- I
- Durchbiegung nach innen
- „X”
- untere Kreuzungsstelle
- „Y”
- seitliche Kreuzungsstelle
- „Z”
- mittige Kreuzungsstelle
- „–„
- Zugspannung
- „+”
- Druckspannung
- „R”
- resultierende Belastung
- „T”
- Torsionsbelastung
- „SP”
- gemeinsamer Schweißpunkt
- 30
- Rechteckprofi I
- 32
- Schweißrundung Rechteckprofil I
- 34
- Schweißeinsatz I
- 36
- Schweißrundungen Schweißeinsatz
- 38
- Schweißpunkte vertikaler Rohrstab
- 40
- Schweißpunkte horizontaler Rohrstab
- 42
- Standard-Rechteckprofil II
- 44
- Schweißeinsatz II
- 46
- Schweißbuckel
- 48
- rohrförmiger Schweißeinsatz III
- 50
- rohrförmiger Schweißeinsatz IV
- 52
- U-förmiger Schweißeinsatz V
- 54
- Eindrückung Standard-Rechteckprofil II
- 56
- Standard-Rechteckprofil III
- 58
- Schweißeinsatz VI
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0734967 A2 [0005, 0013]
- EP 0755863 A1 [0006]
- DE 19642242 A1 [0007]
- US 6244453 B1 [0008]
- EP 1289852 B1 [0009, 0014]
- EP 1618047 B1 [0010, 0014]
